ES2130829T5

ES2130829T5 - Pigmentos inorganicos recubiertos, procedimiento para su produccion y utilizacion de los mismos.

Info

Publication number: ES2130829T5
Application number: ES96919767T
Authority: ES
Inventors: Helmut Schmidt; Martin Mennig; Axel Kalleder
Original assignee: Leibniz Institut fuer Neue Materialien Gemeinnuetzige GmbH
Current assignee: Leibniz Institut fuer Neue Materialien Gemeinnuetzige GmbH
Priority date: 1995-06-08
Filing date: 1996-05-10
Publication date: 2005-10-16
Anticipated expiration: 2016-05-10
Also published as: DK0830429T4; JP5210140B2; US6136083A; EP0830429A1; WO1996041840A1; EP0830429B2; DE59601722D1; JP4761788B2; DK0830429T3; IN189396B; MY113457A; JPH11507412A; ATE179200T1; EP0830429B1; AU5818296A; JP2009084580A; ES2130829T3; DE19520964A1; JP2005240038A

Abstract

SE DESCRIBEN PIGMENTOS INORGANICOS RECUBIERTOS QUE COMPRENDEN UN PIGMENTO INORGANICO CON UN RECUBRIMIENTO DE 0,8 MI}M PRODUCIDO MEDIANTE EL PROCEDIMIENTO SOL-GEL A PARTIR DE COMPONENTES FORMADORES DE CRISTALES Y QUE SE CONDENSA FORMANDO UN XEROGEL O CRISTAL. ESTOS PIGMENTOS SE PRODUCEN MEDIANTE SECADO POR PULVERIZACION DE UNA DISPERSION SOL-PIGMENTO Y OPCIONALMENTE SEGUIDO DE UNA COMPACTACION TERMICA DE LA CAPA DE XEROGEL DANDO UNA CAPA DE CRISTAL. LOS PIGMENTOS RECUBIERTOS SON APROPIADOS PARA LA PRODUCCION DE ESMALTES Y CUERPOS MOLDEADOS.

Description

Pigmentos inorgánicos recubiertos, procedimiento para su producción y utilización de los mismos.

La invención se refiere a pigmentos inorgánicos recubiertos, a un procedimiento para producir los mismos según el proceso de sol-gel, así como a su utilización para la fabricación de esmaltes y piezas moldeadas.

Ya es conocido el procedimiento de aplicar sobre substratos planos una capas de vidrio de un componente (por ejemplo SiO_{2}) o de varios componentes según el proceso de sol-gel; véanse por ejemplo los documentos DE 3719339, DE 4117041 y DE 4217432. Por otra parte, es conocido el procedimiento de dotar partículas inorgánicas de recubrimientos de cerámica con la ayuda del proceso de sol-gel. Por ejemplo, es posible dotar partículas de SiO_{2} de una capa de ZrO_{2} o dotar partículas de espinela de cobre-cromo de una capa de mullita. El espesor de la capa del recubrimiento se encuentra en estos casos dentro de un margen de nm de hasta aproximadamente 100 nm. Sin embargo, para la protección de pigmentos inorgánicos redoxsensibles contra los procesos de oxidación o de reducción a unas temperaturas dentro de un margen de 500 a 700ºC, tal como se utilizan para la fabricación de esmaltes, unas capas tan delgadas no son adecuadas, debido a que no pueden efectuar de manera eficaz la supresión de la difusión de substancias gaseosas. Además, estos recubrimientos muy delgados se disuelven al cabo de un breve período de tiempo en presencia de masas fundidas agresivas de vidrio, tal como se utilizan por ejemplo para decoraciones de esmaltes sobre vidrios, debido a lo cual el pigmento se descompone con modificación del color del mismo o se disuelve en la matriz de vidrio.

Se ha descubierto ahora sorprendentemente que es posible producir con la ayuda del proceso de sol-gel unas capas formadoras de vidrio intactas sobre pigmentos inorgánicos cuyo espesor de capa es superior en más de un orden de magnitud por encima de los productos convencionales.

El objeto de la invención consiste, por consiguiente, en pigmentos inorgánicos recubiertos que comprenden un pigmento inorgánico que presenta un recubrimiento fabricado según el proceso de sol-gel de componentes formadores de vidrio y condensado para formar un xerogel o un vidrio con un espesor de capa de por lo menos 0,8 \mum, preferentemente de 1 a 5 \mum.

También es objeto de la presente invención un procedimiento para producir dichos pigmentos inorgánicos recubiertos, que está caracterizado porque

a) uno o varios componentes formadores de vidrio se transforman según el proceso de sol-gel en un sol,

b) se dispersa en el sol obtenido un pigmento inorgánico o una fase previa de un pigmento,

c) la dispersión de sol-pigmento se transforma mediante secado por pulverización en un pigmento inorgánico recubierto que presenta un recubrimiento de xerogel, y

d) se condensa en su caso el recubrimiento de xerogel mediante tratamiento térmico para formar una capa vidriosa.

Otro objeto de la invención es, finalmente, la utilización de los pigmentos inorgánicos recubiertos para la fabricación de esmaltes y piezas moldeadas. Para fabricar por ejemplo decoraciones de esmaltes, el pigmento inorgánico recubierto según la invención se puede utilizar en pastas usuales de esmaltes en lugar de pigmentos convencionales o conjuntamente con los mismos.

En virtud del recubrimiento según la invención de los pigmentos inorgánicos, es posible

a) proteger los pigmentos inorgánicos dentro de un margen de temperaturas comprendido entre 500 y 1200ºC durante un período de tiempo suficiente para la ulterior transformación contra las modificaciones químicas (oxidación, reducción, descomposición) o físicas (fusión, sublimación, evaporación, maduración Ostwald), de tal modo que no se produzca ninguna variación de las características ópticas (por ejemplo, una variación del color);

b) fabricar decoraciones de esmaltes con una adherencia suficiente con elevados contenidos de pigmentos de hasta un 60% de peso;

c) reducir el contenido de metales pasados en las decoraciones de esmaltes y reducir la temperatura de secado al horno de los esmaltes debido a que el vidrio del recubrimiento sólo se tiene que fundir ligeramente para establecer la unión del esmalte y puede presentar una viscosidad claramente más elevada que en los esmaltes convencionales a base de fritas de vidrio;

d) aumentar hasta temperaturas de \leq 1.200ºC la temperatura de secado al horno de decoraciones de esmaltes con pigmentos de la escala nanométrica (por ejemplo a base de coloides de metales preciosos) mediante el encapsulado de los pigmentos de la escala nanométrica en una envoltura de una matriz con un alto punto de fusión.

e) fabricar esmaltes que consisten únicamente en partículas esféricas que fluyen libremente, debido a lo cual se obtiene una mejora substancial de la transformabilidad.

Unos pigmentos inorgánicos adecuados para los fines de la invención son, por ejemplo, pigmentos metálicos como Ag, Au, Cu, Fe, Pb, Pd y Pt; y pigmentos de óxidos metálicos como Al_{2}O_{3}, Fe_{2}O_{3}, Fe_{3}O_{4}, Cr_{2}O_{3}, CuO, Cu_{2}O, In_{2}O_{3}, Mn_{2}O_{3}, PbO, PdO, SnO_{2}, TiO_{2}, ZnO y ZrO_{2}. También son adecuados halogenuros metálicos como AgCl, AgBr, AgCl_{x}Br_{1-x} y CuCl; carburos metálicos como TiC y B_{4}C; nitruros metálicos como BN y TiN; arseniuros metálicos como Cd_{3}As_{4}; fosfuros metálicos como Cd_{3}P_{2}; calcoenuros metálicos (sulfuros, saleniruros, telururos) como AgS, CdS, HgS, PbS, FeS_{2}, MoS y ZnS, CdSe, ZnSe y CdTe, así como fases mixtas como ZnSe/PbS_{2} y Cds/PbS_{2}. Otro grupo de pigmentos adecuados son pigmentos no metálicos, en primera línea carbono, por ejemplo en forma de grafito o de hollín; pigmentos de óxidos no metálicos como SiO_{2}; y minerales como mica, espinelas, por ejemplo magnetita o espinela de cobre-cromo, espato pesado (BaSO_{4}) o espato flúor (CaF_{2}).

El tamaño de las partículas de los pigmentos inorgánicos puede estar dentro del margen nanométrico de 0,5 a 500 nm, preferentemente de 1 a 100 nm y particularmente de 1 a 25 nm, pero también dentro del margen micrométrico de 0,5 a 100 \mum, preferentemente de 1 a 50 \mum y particularmente de 1 a 5 \mum.

En el caso de pigmentos de la escala nanométrica, varias partículas de pigmento pueden estar rodeadas por el recubrimiento de xerogel o de vidrio. Las partículas microscópicas de pigmento, en cambio, se recubren preferentemente de manera individual, pero también es posible que varias partículas de pigmento estén recubiertas por una capa común de xerogel o de vidrio. La forma geométrica de las partículas de pigmento es potestativa, pero preferentemente esférica. Además de partículas de forma esférica, también se pueden utilizar partículas de pigmento en forma de plaquitas o en forma de bastoncillos.

El recubrimiento de los pigmentos según la invención tiene una composición que se corresponde con una composición usual de vidrio de un componente o de varios componentes. Unos sistemas adecuados de un componente son, por ejemplo, SiO_{2}, TiO_{2} y ZrO_{2}. Unos sistemas utilizables de varios componentes son, por ejemplo, sistemas de dos componentes como de 70-90% en peso de SiO_{2}/10-30% en peso de B_{2}O_{3}; sistemas de tres componentes como PbO/B_{2}O_{3}/SiO_{2} y P_{2}O_{5}/B_{2}O_{3}/SiO_{2}; y sistemas de cuatro componentes como un 65-92% en peso de PbO/5-20% en peso de B_{2}O_{3}/2-10% en peso de SiO_{2}/1-5% en peso de ZnO. Otros ejemplos de composiciones adecuadas de vidrio se mencionan en C.J.Brinker, G.W. Scherer: "Sol-Gel Science - The Physics and Chemistry of Sol-Gel-Processing", Academic Press, Boston, San Diego, New York, Sydney (1990) y en los documentos DE 1941191, DE 3719339, DE 4117041 y DE 4217432.

Para fabricar los pigmentos inorgánicos recubiertos, en primer lugar, se transforma uno o varios componentes formadores de vidrio según el proceso sol-gel en un sol. Esto se puede efectuar por ejemplo según los métodos descritos en las mencionadas publicaciones impresas, por ejemplo mediante hidrólisis y condensación de un compuesto líquido o disuelto en un disolvente de uno o varios elementos del grupo Si, Al, Pb, Bi, P, Ti, Zn, Zr o de un precondensado correspondiente, en su caso en combinación con compuestos solubles en el medio de reacción de por lo menos un elemento del grupo de los metales alcalinos (por ejemplo Na, K, Li), metales alcalino-térreos (por ejemplo Ca, Mg, Ba) y boro, y en su caso en la presencia de un catalizador ácido o básico de condensación. Para más detalles en lo que se refiere a la fabricación del sol, se hace remisión a la cita literaria mencionada de C.J.Brinker et al. y a las patentes mencionadas.

En el sol obtenido se dispersa seguidamente pigmento inorgánico o una fase previa del pigmento, la cual se transforma bajo las condiciones del subsiguiente secado por pulverización y tratamiento térmico en el pigmento deseado. Para este fin, el tratamiento térmico se puede efectuar por ejemplo bajo condiciones oxidativas o reductivas.

La dispersión se lleva preferentemente a cabo mediante desintegración por ultrasonido. En el caso de la utilización de pigmentos de la escala nanométrica, las dispersiones se pueden estabilizar en su caso mediante la adición de unos agentes formadores de complejos adecuados.

A continuación se efectúa el secado por pulverización de la dispersión de sol-pigmento que se ha obtenido, en el caso de sistemas acuosos preferentemente a una temperatura comprendida entre 100 y 150ºC. Se originan entonces unas partículas de pigmento dotadas de un recubrimiento de xerogel con un tamaño de partículas de 2 a 100 \mum, preferentemente de 2 a 10 \mum.

El recubrimiento de xerogel se puede condensar en su caso a continuación mediante un proceso de sinterización a unas temperaturas situadas dentro de la zona de transformación de la composición de vidrio utilizada para formar una capa de vidrio. La condensación se puede efectuar en aire o, por ejemplo, en una atmósfera de un gas inerte.

La velocidad de calentamiento se halla preferentemente dentro de un orden de magnitud de unos pocos K/min hasta una temperatura en la que grupos de restos debidos a la síntesis (por ejemplo restos orgánicos o restos inorgánicos como grupos de nitratos) se escapan del recubrimiento. Por encima de esta temperatura, la ulterior condensación hasta la temperatura final se puede efectuar a unas velocidades de calentamiento notablemente más elevadas de hasta 100 k/min. El tiempo de mantenimiento a la temperatura de condensación está en función de esta temperatura de condensación y oscila dentro de un margen de algunos minutos hasta aproximadamente 1 hora. Cuando se utilizan para la condensación de la capa de vidrio unas temperaturas que se encuentran claramente por encima de la temperatura de transformación de la composición del vidrio, hay que impedir mediante unas medidas adecuadas (por ejemplo lecho fluidizado, horno de caída) que se produzca una fusión de las partículas entre sí.

Para la fabricación de esmaltes, los pigmentos inorgánicos recubiertos se transforman con aditivos usuales, tales como fritas de vidrio y aglutinantes orgánicos, para constituir pastas de esmaltes que se pueden transformar de manera convencional para formar decoraciones de esmaltes. En lugar de las fritas de vidrio y de aglutinantes orgánicos, también se pueden utilizar soles o geles con una composición correspondiente en unión con unos aditivos adecuados para el ajuste de la reología necesaria para la técnica de decoración en cuestión (por ejemplo serigrafía, impresión "offset", procedimiento "ink-jet") y/o aditivos para obtener la adherencia necesaria para la ulterior transformación.

Asimismo se pueden fabricar piezas moldeadas con la ayuda de métodos conocidos, según los cuales se transforman polvos secos, suspensiones y pastas que presentan un comportamiento de fluidos de Newton o viscoso estructural, tixotropo, reopeso y dilatante, respectivamente.

El recubrimiento de vidrio de los pigmentos inorgánicos recubiertos según la invención no solamente ejerce una función de protección para el pigmento, sino que adopta también la función de un aglutinante.

Los ejemplos que siguen a continuación explican la invención, sin limitar la misma.

Ejemplo 1 Fabricación de un esmalte compuesto a base de un vidrio con la composición 83, 0PbO-13, 0B_{2} O_{3}-2, 4SiO_{2}-1, 6ZnO y un pigmento (potestativamente CuCr_{2}O_{4} o Fe_{3}O_{4})

Materiales iniciales:	120,0 g de Pb (NO_{3})_{2}
	4,2 g de dihidrato de acetato de zinc
	600 ml de agua
	12,0 ml 0,1 M ácido nítrico
	7,98 g de tetraetoxisilano (TEOS)
	38,81 g de trimetilborato en 24 ml de etanol
	97,3 de pigmento (CuCr_{2}O_{4} o Fe_{3}O_{4})

En un matraz redondo de dos cuellos de 1000 ml con refrigerador de reflujo y embudo de goteo, se disuelven 120,0 g de nitrato de plomo(II) y 4,2 g de dihidrato de acetato de zinc en 600 ml de agua. Se mezclan con 12,0 ml 0,1 M ácido nítrico y a continuación con 7,98 ml de TEOS. Después del calentamiento hasta los 60ºC, se adicionan gota a gota 37,81 ml de trimetilborato en 24 ml de etanol y se agita durante tres horas a la misma temperatura. Se obtiene un sol transparente e incoloro.

En este sol se dispersan mediante desintegración por ultrasonido 97,4 g del pigmento correspondiente. La suspensión de pigmento-sol se seca mediante pulverización a una temperatura de la boquilla de 130ºC. Se obtiene un polvo negro que contiene grupos de restos debidos a la síntesis, los cuales se eliminan mediante un tratamiento térmico de dos horas a 475ºC.

El material compuesto obtenido se imprime de manera convencional mediante impresión serigráfica después de haberse efectuado la adición de aditivos convencionales para la impresión serigráfica. La decoración obtenida después del secado al horno a unas temperaturas comprendidas entre los 500 y 700ºC consiste en un 50% de vidrio y un 50% de pigmento.

Ejemplo 2 Fabricación de un esmalte compuesto a base de una frita de vidrio de la composición 89,6PbO-5,2B_{2}O_{3}-5,2SiO_{2} y grafito

Materiales iniciales:	26,59 Pb(NO_{3})_{2}
	100 ml de agua
	2,6 ml 0,1 M ácido nítrico
	3,61 g de tetraetoxisilano (TEOS)
	3,101 g de trimetilborato en 3,0 ml de etanol
	8,6 g de grafito

La fabricación del sol, de la dispersión de pigmento-sol y su secado por pulverización se efectúan del mismo modo que en el Ejemplo 1. Los materiales elaborados con este sistema se pueden transformar en el secado exterior al horno a temperaturas de 500 a 700ºC.

Ejemplo 3 Elaboración de materiales compuestos a base de borosilicato (15% en moles de B_{2}O_{3}, 85% en moles de SiO_{2})

Materiales iniciales:	7 ml de etanol
	30 ml 0,15 M HCl
	86,8 ml de tetraetoxisilano (TEOS)
	35,21 ml de trimetilborato (TMB)
	20 g de magnetita

Etanol, TEOS y la mitad de HCl que se necesita se mezclan entre sí. Después de la hidrólisis de TEOS, se adiciona gota a gota TMB y a continuación se agita durante 2 horas a 50ºC. Seguidamente se adiciona el resto de HCl y el pigmento de magnetita y se dispersa durante 5 minutos en el baño de ultrasonido. El secado por pulverización se efectúa de manera análoga a la indicada en el Ejemplo 1. A continuación se tempera el pigmento recubierto a 700ºC en una atmósfera de N_{2} a una velocidad de calentamiento de 1 K/min con un tiempo de mantenimiento de 1 h y a una velocidad de enfriamiento de aproximadamente 5 K/min.

Ejemplo 4 Elaboración de un esmalte compuesto a base de corosilicato (14% en moles de B_{2}O_{3}, 86% en moles de SiO_{2})

Materiales iniciales:	7 ml de etanol
	34,8 ml 0,15 M HCl
	100,5 ml de tetraetoxisilano (TEOS)
	23,8 ml de trimetilborato (TMB)
	20 g de magnetita

La elaboración del sol, de la dispersión de sol-pigmento y su secado por pulverización se efectúan de manera análoga al Ejemplo 3. Sin embargo, el tratamiento térmico posterior del pigmento para la condensación del recubrimiento se efectúa a 800ºC en una atmósfera de N_{2}. Mediante el recubrimiento, la temperatura necesaria para la oxidación de la magnetita aumenta desde 280ºC a 780º (medida mediante DTA a una temperatura de calentamiento de 10 K/min en aire sintético).

Ejemplo 5 Elaboración de un esmalte compuesto a base de borosilicato de fósforo (10P_{2}O_{5}-11B_{2}O_{3}-79SiO_{2})

Materiales iniciales:	20 ml de etanol
	87,6 ml 0,15 M HCl
	270 ml de tetraetoxisilano (TEOS)
	117,7 ml de trimetilborato (TMB)
	27,2 g de P_{2}O_{5}
	50 g de magnetita

Etanol, TEOS y la mitad del HCl necesario se mezclan entre sí. Después de la hidrólisis del TEOS se adiciona gota a gota TMB y a continuación, se agita durante 2 horas a 50ºC. Seguidamente se adiciona el resto del HCl, a continuación el P_{2}O_{5} y en último lugar el pigmento de magnetita y se dispersa durante 5 minutos en el baño de ultrasonido. El secado por pulverización se efectúa de manera análoga al Ejemplo 1. A continuación se tempera el pigmento recubierto a 720ºC en una atmósfera de N_{2} y con una velocidad de calentamiento de 1 K/min con un tiempo de mantenimiento de 1 h y una velocidad de enfriamiento de aproximadamente 5 K/min.

Ejemplo 6 Elaboración de un pigmento negro a base de un xerogel de borosilicato

Materiales iniciales:	24,28 g de tetraetoxisilano (TEOS)
	20 ml de ácido acético al 10%
	8,96 g de trimetilborato (TMB)

En un matraz redondo de un solo cuello con una capacidad de 250 ml con refrigerador de reflujo y embudo de goteo, se mezclan 24,28 g TEOS y 20 ml de ácido acético al 10%. Después del calentamiento a 50ºC, se mezcla gota a gota con 8,96 g de TMB y se agita durante una hora a esta temperatura.

El sol transparente e incoloro obtenido de este modo se seca en el secador de pulverización a una temperatura de la boquilla de 130ºC. Para la elaboración del pigmento negro que consiste en coloides de carbono y una matriz de borosilicato con una composición de 70SiO_{2}-30B_{2}O_{3}, este polvo blanco de xerogel se calienta a una velocidad de calentamiento de 15 K/min hasta una temperatura de 750ºC y se mantiene esta temperatura durante una hora. El tratamiento térmico se puede efectuar potestativamente en una atmósfera de aire o de un gas inerte. La coloración negra del polvo resultante procede de los coloides de carbono que permanecen en el xerogel a causa de la combustión incompleta de grupos orgánicos restantes.

Este pigmento negro se puede transformar mediante la adición de fritas usuales de vidrio y aditivos para la impresión serigráfica en una decoración de esmalte negro. En la zona del secado al horno de 500 a 700ºC no se producen decoloraciones de la decoración, tanto en lo que se refiere al secado interior como en el secado exterior al horno.

Ejemplo 7 Incrustación de coloides de Au en una matriz de SiO_{2}

Materiales iniciales:	100 ml de 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano (GTPS)
	12,2 ml de agua
	6,98 ml de 3-aminopropiltrietoxisilano (APTS)
	50 ml de etanol
	1,79 g de hidrato del ácido tetracloroáurico (H[AuCl_{4}] \cdot H_{2}O)

En un matraz redondo de tres cuellos con una capacidad de 250 ml con refrigerador de reflujo y embudo de goteo, se mezclan 100 ml de GPTS y 12,2 ml de H_{2}O. A continuación se calienta la mezcla durante 2 h a 120ºC y con reflujo. En una segunda preparación se disuelven en un matraz de dos cuellos con una capacidad de 100 ml, 1,79 g de H [AuCl_{4}] \cdot H_{2}O en 50 ml de etanol y se precomplexa gota a gota con 1,16 ml de APTS en una proporción de 1:1. La solución de oro obtenida se introduce a continuación agitando con cuidado en el sol prehidrolizado de GPTS. En el sol de GPTS con contenido de oro se introducen también a continuación, agitando lentamente, 5,81 ml de APTS mediante goteo y la solución terminada se agita 10 minutos más a la temperatura ambiente interior.

El sol transparente de color rojo anaranjado que se ha obtenido de este modo se seca en el secador de pulverización a una temperatura de la boquilla de 110ºC. Para fabricar el pigmento rojo que consiste en coloides de oro y una matriz de silicato de SiO_{2}, este polvo de xerogel de color anaranjado se calienta a una velocidad de calentamiento de 70 K/h hasta los 1000ºC y esta temperatura se mantiene durante 15 minutos. El tratamiento térmico se efectúa en una atmósfera de aire. La coloración roja del polvo resultante procede de los coloides de Au dentro del margen de magnitud comprendido entre 2 nm y 50 nm, los cuales se han originado mediante la reducción de los iones de oro por los componentes orgánicos del xerogel.

Ejemplo 8 Fabricación de partículas recubiertas magnéticas de pigmento

Se utilizaron 6 soles diferentes. La elaboración de los soles se efectuó según los esquemas siguientes:

Sol 1

\hskip0,2cm

(SiO_{2}:B_{2}O_{3} = 7:3):

La síntesis se efectuó en un matraz redondo de 250 ml de capacidad con agitación constante.

: 86,6 ml de tetraetilortosilicato

: + 7 ml de etanol anhidro no desnaturalizado

: + 14,1 ml 0,15 M HCl

Se origina una mezcla de dos fases que se agita a la temperatura ambiente interior hasta que se convierte en una sola fase. A continuación se efectúa el adicionamiento gota a gota de + 37,8 ml de trimetilborato.

El sol se mantiene a continuación durante 2 horas a 50ºC. Seguidamente se efectúa la adición de + 14,1 ml 0,15 M HCl.

\newpage

Sol 2

\hskip0,2cm

(SiO_{2}:B_{2}O_{3} = 4:1):

La síntesis se llevó a cabo en un matraz redonda de 250 ml de capacidad con agitación constante.

: 100,5 ml de tetraetilortosilicato

: + 7 ml de etanol anhidro no desnaturalizado

: + 16,3 ml 0,15 M HCl

Se origina una mezcla de dos fases que se agita a la temperatura ambiente interior hasta que se convierte en una sola fase. A continuación se efectúa la adición gota a gota de + 25,6 ml de trimetilborato.

Seguidamente el sol se mantiene durante 2 horas a 50ºC. A continuación se efectúa la adición de + 16,3 ml 0,15 M HCl.

Sol 3

\hskip0,2cm

(SiO_{2}:B_{2}O_{3} = 85:15):

La síntesis se efectúa en un matraz redondo de 250 ml de capacidad con agitación constante.

: 107,8 ml de tetraetilortosilicato

: + 7 ml de etanol anhidro no desnaturalizado

: + 17,5 ml 0,15 M HCl

Se origina una mezcla de dos fases que se agita a la temperatura ambiente interior hasta que se convierte en una sola fase. A continuación se efectúa la adición gota a gota de + 19,4 ml de trimetilborato.

Seguidamente el sol se mantiene durante 2 horas a 50ºC. A continuación se efectúa la adición de + 17,5 ml 0,15 M HCl.

Sol 4

\hskip0,2cm

(SiO_{2}:B_{2}O_{3} = 4:1; 2% en moles de P_{2}O_{5}):

La síntesis se llevó a cabo en un matraz redondo de 250 ml con agitación constante.

: 100,5 ml de tetraetilortosilicato

: + 7 ml de etanol anhidro no desnaturalizado.

: + 16,3 ml 0,15 M HCl

Seguidamente el sol se mantiene durante 2 horas a 50ºC. Se efectúa a continuación la adición de

: + 16,3 ml 0,15 M HCl

: + 1,63 g de P_{2}O_{5}

Sol 5

\hskip0,2cm

(SiO_{2}:B_{2}O_{3} = 4:1;% en moles de Al_{2}O_{3}):

: 100,5 ml de tetraetilortosilicato

: + 7 ml de etanol anhidro no desnaturalizado

: + 16,3 ml 0,15 M HCl

\newpage

Seguidamente el sol se mantiene durante 2 horas a 50ºC. Se efectúa seguidamente la adición de

: + 16,3 ml 0,15 M HCl

: + 3,06 g de AlCl_{3}

Sol 6

\hskip0,2cm

(SiO_{2}:B_{2}O_{3} = 4:1;% en moles de ZrO_{2}):

: 100,5 ml de tetraetilortosilicato

: + 7 ml de etanol anhidro no desnaturalizado

: + 16,3 ml 0,15 M HCl

Se origina una mezcla de dos fases que se agita a la temperatura ambiente interior hasta que se convierte en una sola fase. A continuación, se efectúa la adición gota a gota de

: + 25,6 ml de trimetilborato,

: + 5,15 ml de circon(IV)-propilato, solución al 70% en peso en 1-propanol.

Al cabo de 2 horas más a 50ºC, se introducen agitando cada vez en 150 ml de los soles 22,5 g de mica (Iriodin 600) y a continuación se recubrieron con un secador de pulverización. La temperatura de la boquilla del secador de pulverización era de 134ºC.

El polvo obtenido mediante el proceso de secado por pulverización se sometió a continuación a un tratamiento térmico bajo una atmósfera de nitrógeno (90 l/h). La velocidad de calentamiento fue en este caso de 1 K/min y el tiempo de mantenimiento fue de 2 horas a la temperatura máxima alcanzada. Esta temperatura era, en el recubrimiento con el sol 1, de 750ºC, en el recubrimiento con el sol 2 era de 860ºC y en los restantes recubrimientos era de 800ºC. Después del proceso de sinterización, se desconectó el horno y el polvo se enfrió hasta la temperatura ambiente interior.

Claims

1. Pigmentos inorgánicos recubiertos que comprenden un pigmento inorgánico que presenta un recubrimiento elaborado de componentes formadores de vidrio según el proceso de sol-gel y condensado para formar un xerogel o vidrio con un espesor de capa de por lo menos 0,8 \mum.

2. Pigmentos inorgánicos recubiertos según la reivindicación 1, caracterizados porque el pigmento se ha seleccionado de entre pigmentos metálicos, tales como Ag, Au, Cu, Fe, Pb, Pd y Pt.

3. Pigmentos inorgánicos recubiertos según la reivindicación 1, caracterizados porque el pigmento se ha seleccionado de entre pigmentos de óxidos metálicos, tales como Al_{2}O_{3}, Fe_{2}O_{3}, Fe_{3}O_{4}, Cr_{2}O_{3}, CuO, Cu_{2}O, In_{2}O_{3}, Mn_{2}O_{3}, PbO, PdO, SnO_{2}, TiO_{2}, ZnO y ZrO_{2}.

4. Pigmentos inorgánicos recubiertos según la reivindicación 1, caracterizados porque el pigmento se ha seleccionado de entre pigmentos de compuestos metálicos, tales como halogenuros metálicos, carburos metálicos, nitruros metálicos, arseniuros metálicos, fosfuros metálicos y calcogenuros metálicos (sulfuros, seleniuros, telururos).

5. Pigmentos inorgánicos recubiertos según la reivindicación 1, caracterizados porque el pigmento se ha seleccionado de entre pigmentos no metálicos, tal como carbono.

6. Pigmentos inorgánicos recubiertos según la reivindicación 1, caracterizados porque el pigmento se ha seleccionado de entre pigmentos de óxidos no metálicos, tales como SiO_{2} o minerales, tales como mica, espinelas, espato pesado o espato flúor.

7. Pigmentos inorgánicos recubiertos según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizados porque el pigmento no recubierto presenta un tamaño de partículas dentro de un margen de 0,5 nm hasta 100 \mum.

8. Pigmentos inorgánicos recubiertos según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizados porque el recubrimiento presenta una composición que se corresponde con una composición usual de vidrio de un componente o de varios componentes.

9. Pigmentos inorgánicos recubiertos según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizados porque presentan un recubrimiento con un espesor de capa de 1 a 5 \mum.

10. Pigmentos inorgánicos recubiertos según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizados porque presentan un tamaño de grano de 2 a 100 \mum.

11. Procedimiento para producir los pigmentos inorgánicos recubiertos según la reivindicación 1, caracterizado porque

a): uno o varios componentes formadores de vidrio se transforman según el proceso de sol-gel en un sol,

b): se dispersa en el sol obtenido un pigmento inorgánico o una fase previa de un pigmento,

c): la dispersión de sol-pigmento se transforma mediante secado por pulverización en un pigmento inorgánico recubierto que presenta un recubrimiento de xerogel, y

d): el recubrimiento de xerogel se condensa, en su caso, mediante tratamiento térmico para formar una capa vidriosa.

12. Utilización de los pigmentos inorgánicos recubiertos según la reivindicación 1 para la fabricación de esmaltes y piezas moldeadas.